编程,是一种利用计算机语言给计算机编写程序的活动。所谓程序就是做一件事情的流程和步骤,而算法则是做这件事的具体方法。好的算法能够提升做事情的效率,提升程序的稳定性。由于编程是在计算机上进行的,编写的程序也是在计算机上执行。而计算机本质上只是计算机器,它除了能够进行数值运算之外还能进行逻辑运算,外加上一些控制语句。这就是计算机编程的全部了,而这些操作在计算机中全部都是以二进制的形式进行的。所谓的二进制,就是开和关的两种状态。在计算机中就是电平是高和低,计算机中有许多的开关。他们被集成在一个极小的芯片中,这些开关被称之为逻辑门。中央处理器就是根据这些逻辑门的运算,处理计算机中的各种数据的。
但对于编程来说,我们其实并不需要了解硬件。也可以对计算机进行编程,除非是对程序的运行效率要求特别苛刻,否则我们仅凭这高级编程语言就可以对计算机进行控制。这里大致解释一下编程语言的类型,在计算机中最基础的编程语言是机器码用数字表示就是0和1对应的就是逻辑门的开和关。而机器码在控制计算机的时候非常的不方便,程序员本身也很难记住这些机器码。所以他们给常用的机器码起一个别名,也叫助记词。根据这些助记词编成的语言就是计算机汇编语言。但对于程序员来说,这些助记词本身也是过于底层了难以记忆,编程操作也相当的麻烦。所以基于这些原因,高级的编程语言应运而生。
我们通常用来入门编程的语言就是C语言,他也是公认的第一个高级编程语言。C语言除了包含常用的控制语句,还可以进行模块化的程序设计。其结构语句也可以进行数据结构的自定义,为更复杂的数据结构进行封装。另外C语言的指针也可以直接操作计算机的内存,也就是说C指针是可以直接读取或者修改计算机内存中的数据的。但直接操作计算机的内存,本身是否的复杂,因此C指针也是C语言最难以理解的模块。我们在设计程序的时候,通常是把程序的操作封装成为函数。这种也被称之为函数式编程,把程序算法封装成为函数,我们在以后遇到相同问题时,就可以直接调用函数,而不需要重新写一相同的代码了。这种设计极大的提升了程序的复用性,另外我们也可以直接调用别人写好的函数。这样即使我们不知道,做一件事的具体细节也能通过函数的调用实现该事情的操作。
一个C类编程语言,所必然包含的元素有变量、分支判断、循环、和数据结构。当然这些元素不仅仅是C类编程语言,应该说所有的编程语言都会有这些元素。我应该简单的介绍一下这些元素。变量,是一个可变的量。在计算机中我们如果想要操作一件事物,就需要对事物的基本属性进行建模。而各种变量和变量之间的关系就是建模的结果。一个例子,如果我们要计算一个圆的面积。那么我们就需要对圆进行建模,让我们知道圆的基本元素。一个圆包含了半径、直径、面积、周长等。有了这就基本元素,就可以表示一个圆了。这些元素就是变量,而圆的面积根据圆的面积公式就是S=Pi*r^2。知道了圆的面积,变量之间的关系之后。就可以进行编程了。首先我们需要定义出面积变量S,然后依次定义半径r和圆周率Pi。定义好了变量,我们就可以依照变量之间的关系进行组合计算最后输出结果。这便是编程的基本流程,当然这只是一个简单的示例。
#include<stdio.h>
int main(){
float s = 0;
float r = 0;
float pi = 3.14;
printf("请输入圆的半径:");
scanf("%d",r);
s = pi*r**2;
printf("圆面积是:%d",s);
return 0;
}
通过上面的程序例子,应该可以理解什么是变量了。那么就要进一步的介绍一下,分支判断了。编程中的分支判断是非常重要的一点,如果编程语言中没有分支判断,那么程序必然会非常的死板。在日常生活中,我们常常遇到需要判断的情况,然后根据判断去做不同的执行。编程语言也是一样的,但他的判断更加的机械。只有如果---否则---,这样的判断机制。这种分支判断结构还可以嵌套使用,但要注意如果嵌套的分支判断太多可能会影响程序的性能。
#include<stdio.h>
int main(){
int x = 10;
int y = 20;
if(x<y){
printf("x比y小");
}else{
print("X比y大");
}
return 0;
}
循环操作,是程序实现自动化的一个重要操作。如果需要重复做很多次同样的操作,那么循环就必不可少的了。编写循环程序的时候,要注意循环的起始条件和循环的终止条件。如果程序没有终止条件的话,那么就极容易造成程序的死循环。
#include<stdio.h>
int main(){
int x = 0;
while(x<=50){
print("x+1 = %d",x);
x++;
}
return 0;
}
另外,在编程中最重要的是数据结构,编程语言中常常自己自带了数据结构。如数组,字符串等。C类的编程语言中,也可以自己设计出一个适合的数据结构。如链表,数据栈,结构树和图等数据结构。基本上程序就等于算法+数据结构。
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